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2013年,潘建伟院士拿下京沪工程,量 [复制链接]

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量子力学作为当前科学界最前沿的理论之一,自从它问世以来,社会各界就没有停止过对它的争论。

原因就在于,它的部分理论和我们与生俱来的“哲学观”是相违背的。

就拿“量子叠加态”来说,“非此即彼”是一种我们可以接受的科学观念,1+1要么答对等于2,要么答错等于3,怎么可能“同时”等于2和3。

一个不可能进化出“智力”的最小单位粒子,在你“想要”观察它的时候,它开始跟你玩“躲猫猫”的游戏?

部分科学家给出的解释是:“量子在没有被干扰前,的确是处于不确定的叠加态,但只要产生一丁点的干扰,比如外界试图去观察,它就会在瞬间坍塌成一个确定态”。

民间人士对此举了一个生动有趣的例子。

这就好像家长监督孩子写作业,当你不看他的时候,他会分心玩游戏,当你看他的时候,他就马上“投入”学习状态。

但量子不确定性原理诡异之处还不完全是它表现出来的“智慧”,而是当你“试图”观察的时候,也就是说当你的思维产生这个想法的时候,它就开始坍缩了,这也是很多科学家把脑科学和量子力学“捆绑”的原因。

不过霍金曾经在《时间简史》中写道:“宇宙本来就是确定性和不确定性的统一”。

就好像波粒二象性一样,光可以是波也可以是粒子,“往前和往后”在人类的科学里是不能并行不悖的,可在宇宙中两者可以同时存在。

这就是宇宙规律的哲学和我们的哲学完全不兼容的地方,我们只能接受,却未必能够理解,奇点有“无限”的质量和密度,但在我们看来,所谓“无限”也只是“1”的后面有好多个“0”而已。

除此以外还有“量子纠缠态”、“量子退相关”等一系列让科学界至今都感到“不可思议”的物理性质。

难怪连爱因斯坦都要“气急败坏”的喊道:“上帝不掷骰子”。

但遗憾的是,宇宙的规律从来都不是以人类的科学认知为中心。

亿年来,“这股力量”沉默的运转着,小到量子,大到星辰,无一不遵从它的指示。

爱因斯坦认为,洞察这股力量的关键就隐藏在一个数学公式里,只要能找到这个定理,我们就能“看见上帝”,这就是一统“宇宙四大作用力”的——大一统理论。

宇宙中有四种基本力(引力、强核力、弱核力、电磁力)。

麦克斯韦方程组统一“磁、光、电”。

牛顿力学和广义相对论解释了宏观引力。

但截止到今天,也没有人能够完全将宏观和微观规律整合在一起,量子力学也成了一个“不确定”的科学。

至今仍有科学家认为研究量子力学是从一开始便走错了路,对它的部分应用应该完全划归到“弦理论”或者经典物理学的范畴中,否则人类可能永远无法解释量子表现出来的特征。

但正因为量子有这样“异于他物”的物理属性,才让它成为开启人类下个纪元的“钥匙”。

以量子力学为基础的应用科学已经开始“初露端倪”,比如“量子计算机”,利用叠加态的特性可以制造出比传统超算快百亿倍的工具。

借助它人类科学能够处理的数据量和算量前景是难以想象的,还有利用纠缠态设想的“量子通讯”技术,凭借“量子超距作用”就算在宇宙的尽头“开直播”也不在话下,当然,后者距离我们还非常遥远。

在当下科学界,对量子力学应用较为“成熟”的技术,还是量子计算和量子网络。

早在年,加拿大“Dwave”超算中心就研制出一台“16昆比特”的量子超算模型机。

此后的十年里,美、加两国几乎垄断了量子超算领域的先进技术,美国也率先实现了“量子霸权”。

“IBM”公司更是在年宣布,已成功实验人类首台“商用量子计算机”,可以说是量子科学从理论走向应用的“里程碑事件”。

不过在这场“量子竞赛”的赛道中,还有“一匹黑马”实力不容小觑,那就是中国。

作为世界上“第二个”实现量子霸权的国家,中国科学界从一开始就意识到量子力学“无穷”的潜力。

以中科院为首的研究机构在15年前便开始“布局”研究,这些年取得的相关学术成果有目共睹。

尤其是在大范围基础建设上的应用,更是走在世界的最前列,这既得益于中国独有的基建优势,也离不开科学家呕心沥血的奋斗,比如被誉为“中国量子之父”的潘建伟院士。

潘建伟院士直到今天,也被看作中国目前“最有希望获得诺贝尔奖”的科学家,对中国量子力学的发展和应用做出了突出贡献。

身为“海归人才”的潘建伟,从归国的那一刻开始,就肩负着带领中国量子科学走向世界第一的责任。

他也不负众望,以潘建伟院士为主的量子科研团队,取得了“丰功硕果”,但正所谓“树欲静而风不止”。

像量子一样“不可分割”的还有“支持和诋毁”,两者相互“纠缠”,一个有变化另一个也必然“有动作”。

年,潘建伟团队“拿下”一个近千亿的基建工程——“京沪干线”。

这是一条纵横约公里的“量子通讯网络”。

牵头的是中国科学研究院和中国科学技术大学,正是这个“耗资惊人”的科技工程,给潘建伟带来了不小的争议。

在很多人的心目中,“诡异的量子力学”简直是“科学神话”,科学家连它的基本原理都还没有完全搞清楚,又何谈如此大范围的应用呢?

加上巨量的投入并没有换来“明显的效益”,社会上开始流传的各种言论,让这个科学项目戴上了“骗局”的帽子。

仔细想这样的“质疑”也不完全是“空穴来风”,对科学问题保持谨慎,这是大家从年开始就保持的“好习惯”。

在那一年,同样被誉为“中国芯片之父”的陈进博士,宣布国家投资的11亿美元科研经费,被他用来开发“贴膜技术”了。

原来,陈进利用亲戚在国外工作的便利,低价购买了“摩托罗拉”的芯片,并打磨掉品牌标识,贴上自己的“汉芯一号”对外公开。

科学界试用以后无不惊讶“汉芯”表现出来的,足以聘美“摩托罗拉芯片”的强大性能。

陈进就这样成为了科学界响当当的人物,“汉芯一号”也一度成为民族科研之光。

可还没等我们敲锣打鼓欢庆胜利的时候,一篇发布在清华大学的网络帖子,揭秘了“汉芯一号”的“先进科学”。

这就是领先了时代近10年的“天桥贴膜”技术,只不过给芯片“贴膜”贵了一点点,需要10亿美金。

公众这才明白,“汉芯一号”原来叫“焊新一号”,陈进也“恍然大悟”意识到自己在商业领域比科学领域更具有天赋,便“头也不回”的去美国做生意了。

无独有偶,年,又一名从事科研的“吴博士”,利用自己熟悉且先进的“科学手段”,一周之内便从研究所“拿下”10万元的经费。

好在他从事的研究方向不是“奇点大爆炸”,否则不知道要投入多少才能有“答案”。

因此,人们对于“看不见摸不着”的量子力学有“一点”怀疑,这是完全可以理解的。

科学界相互称赞的“荣誉称号”和发表在《自然》、《科学》上的几篇论文,不足以改变大家的“误会”,但如果是诺贝尔奖那就另当别论了。

鉴于潘建伟团队在量子力学领域一直以来的成就,早在年就有中国科学界的人士预测,中国能拿诺贝尔奖的人至少有五个,潘建伟院士是概率最大的人选。

虽然科研不是为了获奖,但作为一个半世纪以来影响力最大的科学“勋章”,能获得诺贝尔奖还是说明了一些问题的,至少能够代表所从事的科研成果得到了权威学术界的一致认可,同时也能获取更多的研究资源,这也是为什么现在有科学家开始“认真竞选”诺奖的原因了。

不过直到今年,诺奖评选委员会似乎还没有给潘建伟院士递来“橄榄枝”,这是不是意味着量子力学的研发应该缓缓呢?

绝对不是,此时恰恰是我们要“高歌猛进”的时候。

近几年中国在量子应用方向已经有了很多收获,一旦停止研究可能会前功尽弃。

科研本来就不是一蹴而就的事情,量子力学的应用研发更需要“久久为功”,没有理由因为质疑就直接放弃。

霍金当年就曾经不满剑桥大学削减他的研究经费,而想要去加拿大,我们又岂能自相戕害。

话又说回来,大家对潘建伟院士的议论,主要还是围绕在量子力学和其团队成果两个方面。

首先是量子力学本身,自从玻尔、普朗克、海森堡等人创建这门学科,人类科学界就一直没有一个完善的理论能够兼顾“宏观、微观”的运动规律。

量子超距作用也只是建立在“猜测理论”的阶段,甚至上升到高维宇宙的层面,而权威学界一旦“感到困惑”,社会人士就会“清醒起来”。

大家纷纷提出自己对量子力学的想法,许多猜测不仅有趣而且非常“有理”,科学家也不能说出“对错”,因为他们不知道答案,所以科学本身就避免不了“争议”。

至于科研成果,尤其是大家

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